Publiés dans la revue Nature Communications, ces résultats ont le potentiel non seulement d’accélérer les 25 prochaines années de la capacité de télécommunications de l’Australie, mais aussi la possibilité pour cette technologie développée localement d’être déployée dans le monde entier.

À la lumière des pressions exercées sur l’infrastructure Internet mondiale, récemment mises en évidence par les politiques d’isolement à la suite du COVID-19, l’équipe de recherche dirigée par le Dr Bill Corcoran (Monash), le professeur Arnan Mitchell (RMIT) et le professeur David Moss (Swinburne) a pu atteindre une vitesse de données de 44,2 Térabits par seconde (Tbps) à partir d’une seule source de lumière.

Cette technologie a la capacité de prendre en charge les connexions Internet haut débit de 1,8 million de foyers à Melbourne, en Australie, en même temps, et de milliards à travers le monde pendant les périodes de pointe.

Les démonstrations de cette ampleur sont généralement confinées à un laboratoire. Mais, pour cette étude, les chercheurs ont atteint ces vitesses rapides en utilisant l’infrastructure de communication existante où ils ont pu tester efficacement le réseau.

Ils ont utilisé un nouvel appareil qui remplace 80 lasers par un seul équipement appelé micro-peigne, plus petit et plus léger que le matériel de télécommunication existant. Il a été installé et testé en charge en utilisant l’infrastructure existante, qui reflète celle utilisée par le NBN.

C’est la première fois qu’un micro-peigne est utilisé dans un essai sur le terrain et possède la plus grande quantité de données produites à partir d’une seule puce optique.

« Nous obtenons actuellement un aperçu de la façon dont l’infrastructure pour Internet tiendra dans deux à trois ans, en raison du nombre sans précédent de personnes utilisant Internet pour le travail à distance, la socialisation et le streaming. Cela nous montre vraiment que nous devons pouvoir augmenter la capacité de nos connexions Internet « , a déclaré le Dr Bill Corcoran, coauteur principal de l’étude et chargé de cours en Ingénierie des systèmes électriques et informatiques à l’Université Monash.

« Ce que nos recherches démontrent, c’est la capacité des fibres que nous avons déjà dans le sol, grâce au projet NBN, à être l’épine dorsale des réseaux de communication aujourd’hui et à l’avenir. Nous avons développé quelque chose qui est évolutif pour répondre aux besoins futurs.

« Et ce n’est pas seulement Netflix dont nous parlons ici — c’est l’échelle plus large de ce pour quoi nous utilisons nos réseaux de communication. Ces données peuvent être utilisées pour les voitures autonomes et les transports futurs et elles peuvent aider les industries de la médecine, de l’éducation, de la finance et du commerce électronique, ainsi que nous permettre de lire avec nos petits-enfants à des kilomètres de distance. »

Pour illustrer l’impact des micro-peignes optiques sur l’optimisation des systèmes de communication, les chercheurs ont installé 76,6 km de fibres optiques  » sombres  » entre le campus de Melbourne City du RMIT et le campus de Clayton de l’Université Monash. Les fibres optiques ont été fournies par le Réseau de recherche universitaire australien.

Dans ces fibres, les chercheurs ont placé le micro-peigne – fourni par l’Université de Swinburne, dans le cadre d’une large collaboration internationale – qui agit comme un arc-en-ciel composé de centaines de lasers infrarouges de haute qualité à partir d’une seule puce. Chaque « laser » a la capacité d’être utilisé comme canal de communication séparé.

Les chercheurs ont pu envoyer un maximum de données sur chaque canal, simulant l’utilisation maximale d’Internet, sur 4THz de bande passante.

Le professeur Mitchell a déclaré qu’atteindre la vitesse de données optimale de 44,2 Tbps montrait le potentiel de l’infrastructure australienne existante. L’ambition future du projet est de faire passer les émetteurs actuels de centaines de gigaoctets par seconde à des dizaines de téraoctets par seconde sans augmenter la taille, le poids ou le coût.

« À long terme, nous espérons créer des puces photoniques intégrées qui pourraient permettre d’atteindre ce type de débit de données sur les liaisons de fibres optiques existantes à un coût minimal », a déclaré le professeur Mitchell.

« Au départ, elles seraient attrayantes pour les communications à très haut débit entre centres de données. Cependant, nous pourrions imaginer que cette technologie devienne suffisamment peu coûteuse et compacte pour qu’elle puisse être déployée pour un usage commercial par le grand public dans les villes du monde entier. »

Le Professeur Moss, directeur du Centre des Sciences optiques de l’Université de Swinburne, a déclaré: « Depuis 10 ans que j’ai co-inventé les puces micro-peignes, elles sont devenues un domaine de recherche extrêmement important.

« Il est vraiment excitant de voir leur capacité dans les télécommunications par fibre optique à bande passante ultra élevée se concrétiser. Ce travail représente un record mondial de bande passante sur une seule fibre optique à partir d’une seule source de puce, et représente une énorme percée pour une partie du réseau qui effectue le levage le plus lourd. Les micro-peignes nous offrent d’énormes promesses pour répondre à la demande insatiable de bande passante dans le monde. »